ЦИКЛ ВОЗДУШНОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
Схема воздушной холодильной установки представлена на рис. 12.2.
Рис. 12.2
Принцип ее действия заключается в следующем. В компрессоре 1 воздух сжимается до давления р2и нагнетается в теплообменник (охладитель) 2, где от него отводится часть теплоты в количестве q1, полученной в результате сжатия, Затем сжатый воздух поступает в расширительный цилиндр или детандер 3, где расширяется до начального давления. При расширении температура воздуха понижается до-(60-70) °С. Холодный воздух направляется в теплообменник (охлаждаемое помещение) 4, где к нему подводится теплота в количестве q2.
На рис. 12.3 и 12.4 представлены диаграммы идеального цикла воздушной холодильной установки в Ts- и pv - координатах. Рассмотрим процессы цикла.
Рис. 12.3
Рис 12.4
1-2 - адиабатное сжатие воздуха в компрессоре 1 от давления р1до давления р2; 2-3 - изобарный процесс отвода теплоты q1внешнему источнику, сопровождающийся понижением температуры рабочего тела от Т2до T3 ; 3-4 -адиабатное расширение рабочего тела в детандере 3 с понижением температуры от Т3до Т4; 4-1 - изобарный подвод теплоты к рабочему телу в теплообменнике 4 с возрастанием его температуры от T4 до Т1.
Работа, затраченная в цикле, будет
.
Отсюда
.
Для адиабатных процессов 1-2 и 3-4 можно записать
и
Так как то
Отсюда
Формула для холодильного коэффициента в окончательном виде будет
.
Таким образом, холодильный коэффициент зависит только от отношения давлений р2/р1.
Цикл, изображенный на рис. 12.3 и 12.4, называется циклом Лоренца. Сравним его холодильный коэффициент с коэффициентом эквивалентного обратного обратимого цикла Карно, определяемым по формуле (12.1). Эта формула применительно к циклу Карно 1-5-3-6, изображенному на рис. 12.1, примет вид
Так как Т3 < Т2, то εк > ε. Более низкий холодильный коэффициент цикла воздушной холодильной установки объясняется необратимостью теплообмена в изобарных процессах отвода (2-3) и подвода (4-1) теплоты к рабочему телу, т.к. эти процессы протекают при конечной разности температур.
Дата добавления: 2016-06-05; просмотров: 5792;